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1、新編高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)資料
課時(shí)限時(shí)檢測(cè)(四十九) 直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系
(時(shí)間:60分鐘 滿分:80分)命題報(bào)告
考查知識(shí)點(diǎn)及角度
題號(hào)及難度
基礎(chǔ)
中檔
稍難
直線與圓的位置關(guān)系
1,3,7,8
圓的切線方程及其應(yīng)用
2,9
10
圓與圓的位置
5,6
圓的弦長問題
4
直線與圓位置關(guān)系的綜合應(yīng)用
11
12
一、選擇題(每小題5分,共30分)
1.對(duì)任意的實(shí)數(shù)k,直線y=kx+1與圓x2+y2=2的位置關(guān)系一定是( )
A.相離 B.相切
C.相交但直線不過圓心 D.相交且直線過圓心
2、【解析】 ∵x2+y2=2的圓心(0,0)到直線y=kx+1的距離d==≤1,
又∵r=,∴0<d<r.
∴直線與圓相交但直線不過圓心.
【答案】 C
2.(2013·廣東高考)垂直于直線y=x+1且與圓x2+y2=1相切于第一象限的直線方程是( )
A.x+y-=0 B.x+y+1=0
C.x+y-1=0 D.x+y+=0
【解析】 與直線y=x+1垂直的直線方程可設(shè)為x+y+b=0,由x+y+b=0與圓x2+y2=1相切,可得=1,故b=±.因?yàn)橹本€與圓相切于第一象限,故結(jié)合圖形分析知b=-,故直線方程為x+y-=0,故選A.
【答案】 A
3.(2014·安徽
3、示范高中聯(lián)考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,圓C的方程為x2+y2=-2y+3,直線的方程為ax+y-1=0,則直線與圓C的位置關(guān)系是( )
A.相離 B.相交
C.相切 D.相切或相交
【解析】 圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2+(y+1)2=4,直線l過定點(diǎn)(0,1),代入x2+(y+1)2=4,可知直線過圓上的點(diǎn),所以直線與圓相切或相交,故選D.
【答案】 D
4.過點(diǎn)(-4,0)作直線l與圓x2+y2+2x-4y-20=0交于A、B兩點(diǎn),如果|AB|=8,則直線l的方程為( )
A.5x+12y+20=0
B.5x+12y+20=0或x+4=0
C.5x-12y+20=0
4、
D.5x-12y+20=0或x+4=0
【解析】 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+1)2+(y-2)2=25,
由|AB|=8知,圓心(-1,2)到直線l的距離d=3.
當(dāng)直線l的斜率不存在,即直線l的方程為x=-4時(shí),符合題意.
當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y=k(x+4),
即kx-y+4k=0.
則有=3,
∴k=-.
此時(shí)直線l的方程為5x+12y+20=0.
【答案】 B
5.(2013·山東高考)過點(diǎn)(3,1)作圓(x-1)2+y2=1的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則直線AB的方程為( )
A.2x+y-3=0 B.2x-y-3=0
C.4x-y-3=
5、0 D.4x+y-3=0
【解析】 設(shè)P(3,1),圓心C(1,0),切點(diǎn)為A、B,則P、A、C、B四點(diǎn)共圓,且PC為圓的直徑,∴四邊形PACB的外接圓方程為(x-2)2+2=,①
圓C:(x-1)2+y2=1,②
①-②得2x+y-3=0,此即為直線AB的方程.
【答案】 A
6.(2013·重慶高考)已知圓C1:(x-2)2+(y-3)2=1,圓C2:(x-3)2+(y-4)2=9,M,N分別是圓C1,C2上的動(dòng)點(diǎn),P為x軸上的動(dòng)點(diǎn),則|PM|+|PN|的最小值為( )
A.5-4 B.-1
C.6-2 D.
【解析】 設(shè)P(x,0),設(shè)C1(2,3)關(guān)于x軸
6、的對(duì)稱點(diǎn)為C1′(2,-3),
那么|PC1|+|PC2|=|PC1′|+|PC2|≥|C′1C2|==5.
而|PM|=|PC1|-1,|PN|=|PC2|-3,
∴|PM|+|PN|=|PC1|+|PC2|-4≥5-4.
【答案】 A
二、填空題(每小題5分,共15分)
7.(2014·濟(jì)南一中月考)設(shè)直線x-my-1=0與圓(x-1)2+(y-2)2=4相交于A,B兩點(diǎn),且弦AB的長為2,則實(shí)數(shù)m的值是________.
【解析】 由題意可知,圓的圓心為(1,2),半徑r=2,
則圓心到直線的距離d=,
所以3+=4,
解得m=±.
【答案】 ±
8.(2014·
7、青島二中月考)若圓x2+y2-2x+4y+1=0上恰有兩點(diǎn)到直線2x+y+c=0(c>0)的距離等于1,則c的取值范圍為________.
【解析】 圓x2+y2-2x+4y+1=0的圓心為(1,-2)半徑r=2,要使圓上恰有兩點(diǎn)到直線2x+y+c=0(c>0)的距離為1,則1<<3
解得<c<3或-3<c<-,又c>0,故c的取值范圍為(,3).
【答案】 (,3)
9.已知P是直線l:kx+y+4=0(k>0)上一動(dòng)點(diǎn),PA,PB是圓C:x2+y2-2y=0的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,若四邊形PACB的最小面積為2,則k=________.
【解析】 圓C:x2+y2-2y=0
8、的圓心為(0,1),半徑為1,因?yàn)樗倪呅蜳ACB的面積S=|PA|·|AC|=·|AC|=,而S最小值為2,所以|PC|的最小值為,即圓心(0,1)到直線l距離=,解得k=2.
【答案】 2
三、解答題(本大題共3小題,共35分)
10.(10分)(2013·江西高考)若圓C經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)和點(diǎn)(4,0),且與直線y=1相切,求圓C的方程.
【解】 因?yàn)閳A的弦的垂直平分線必過圓心且圓經(jīng)過點(diǎn)(0,0)和(4,0),所以設(shè)圓心為(2,m).又因?yàn)閳A與直線y=1相切,所以=|1-m|,所以m2+4=m2-2m+1,解得m=-,所以圓的方程為(x-2)2+2=.
11.(12分)已知過點(diǎn)A(0,
9、1),且方向向量為a=(1,k)的直線l與圓C:(x-2)2+(y-3)2=1相交于M、N兩點(diǎn).
(1)求實(shí)數(shù)k的取值范圍;
(2)若O為坐標(biāo)原點(diǎn),且·=12,求k的值.
【解】 (1)∵直線l過點(diǎn)A(0,1)且方向向量a=(1,k),
∴直線l的方程為y=kx+1.
由<1,
得<k<.
(2)設(shè)M(x1,y1)、N(x2,y2),
將y=kx+1代入方程(x-2)2+(y-3)2=1,
得(1+k2)x2-4(1+k)x+7=0,
∴x1+x2=,x1x2=,
∴·=x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2+k(x1+x2)+1.
∴+8=12,
∴=4,解得k=
10、1.
12.(13分)(2013·江蘇高考)
圖8-4-1
如圖8-4-1,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)A(0,3),直線l:y=2x-4.設(shè)圓C的半徑為1,圓心在l上.
(1)若圓心C也在直線y=x-1上,過點(diǎn)A作圓C的切線,求切線的方程;
(2)若圓C上存在點(diǎn)M,使MA=2MO,求圓心C的橫坐標(biāo)a的取值范圍.
【解】 (1)由題設(shè),圓心C是直線y=2x-4和y=x-1的交點(diǎn),解得點(diǎn)C(3,2),于是切線的斜率必存在.設(shè)過A(0,3)的圓C的切線方程為y=kx+3.
由題意,得=1,解得k=0或k=-,
故所求切線方程為y=3或3x+4y-12=0.
(2)因?yàn)閳A心在直線y=2x-4上,
所以圓C的方程為(x-a)2+[y-2(a-2)]2=1.
設(shè)點(diǎn)M(x,y),因?yàn)镸A=2MO,
所以=2,化簡(jiǎn)得x2+y2+2y-3=0,即x2+(y+1)2=4,所以點(diǎn)M在以D(0,-1)為圓心,2為半徑的圓上.
由題意,點(diǎn)M(x,y)在圓C上,所以圓C與圓D有公共點(diǎn),
則|2-1|≤CD≤2+1,即1≤≤3.
整理,得-8≤5a2-12a≤0.
由5a2-12a+8≥0,得a∈R;
由5a2-12a≤0,得0≤a≤.
所以點(diǎn)C的橫坐標(biāo)a的取值范圍為.